淺談電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展和未來(lái)

1、.淺談電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展和未來(lái) 班 級(jí)： 12機(jī)電二班 學(xué) 號(hào)： 1201050048 姓 名： 孫紀(jì)偉 寫(xiě)作時(shí)間： 2014.11.26 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的最終目的是設(shè)計(jì)出電路。電路大致分為兩種：一種是基于PCB 的電路；另一種是集成電路，即 IC（含 PLD 和 ASIC）。實(shí)現(xiàn) IC 和 PCB電路的思想、方法和過(guò)程就構(gòu)成 EDA 的全部?jī)?nèi)容。本書(shū)內(nèi)容按照 EDA 的層次化設(shè)計(jì)方法和知識(shí)模塊組織，分為兩大部分：第一部分“理論與實(shí)踐”主要介紹電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)基礎(chǔ)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與電子組裝、微電子技術(shù)與集成電路基礎(chǔ)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、電路級(jí)設(shè)計(jì)與仿真、SPICE語(yǔ)言和模擬電

2、路設(shè)計(jì)、VHDL、Verilog HDL、可編程邏輯器件（PLD）與SOPC、IC設(shè)計(jì)流程與Soc、PCB設(shè)計(jì)技術(shù)；第二部分“工具軟件使用指導(dǎo)”主要介紹動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件System View Multisim電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)軟件、電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)軟件ProteIDXP、電路設(shè)計(jì)與仿真軟件OrCAD、ALTERA可編程器件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)MAX+plus、Silvaco IC設(shè)計(jì)軟件介紹、Microwind IC版圖設(shè)計(jì)軟件。20世紀(jì)末電子設(shè)計(jì)技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，

3、產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也變得越來(lái)越快。 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心已日趨轉(zhuǎn)向基于計(jì)算機(jī)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)：即EDA Electronic Design Automation技術(shù)。EDA技術(shù)就是依賴(lài)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，在EDA工具軟件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語(yǔ)言HDL Hardware Description Language為系統(tǒng)邏輯描述。手動(dòng)完成的設(shè)計(jì)文件、自動(dòng)地完成邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合布局布線(xiàn)以及邏輯優(yōu)化和仿真測(cè)試，直至實(shí)現(xiàn)既定的電子線(xiàn)路系統(tǒng)功能。EDA技術(shù)使得設(shè)計(jì)者的工作僅限于利用軟件的方式，即利用硬件描述語(yǔ)言和EDA軟件來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)硬件功能的實(shí)現(xiàn)，這是電子設(shè)計(jì)技術(shù)的一個(gè)

4、巨大進(jìn)步。 另一方面，在現(xiàn)代高新電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，微電子技術(shù)和現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)是相互促進(jìn)、相互推動(dòng)又相互制約的兩個(gè)環(huán)節(jié)，前者代表了物理層在廣度和深度上硬件電路實(shí)現(xiàn)的發(fā)展，后者則反映了現(xiàn)代先進(jìn)的電子理論、電子技術(shù)、仿真技術(shù)、設(shè)計(jì)工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)與最新的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)有機(jī)的融合和升華。因此，嚴(yán)格地說(shuō)EDA技術(shù)應(yīng)該是這二者的結(jié)合，是這兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域共同孕育的奇葩。 EDA技術(shù)在硬件實(shí)現(xiàn)方面融合了大規(guī)模集成電路制造技術(shù)IC版圖設(shè)計(jì)技術(shù)、ASIC測(cè)試和封裝技術(shù)、FPGA/CPLD編程下載技術(shù)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)等，在計(jì)算機(jī)輔助工程方面融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試CAT、計(jì)

5、算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)以及多種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的設(shè)計(jì)概念而在現(xiàn)代電子學(xué)方面則容納了更多的內(nèi)容，如電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)理論、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)字系統(tǒng)建模和優(yōu)化技術(shù)及長(zhǎng)線(xiàn)技術(shù)理論等。因此EDA技術(shù)為現(xiàn)代電子理論和設(shè)計(jì)的表達(dá)與實(shí)現(xiàn)提供了可能性。 在現(xiàn)代技術(shù)的所有領(lǐng)域中，縱觀(guān)許多得以飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，多為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而非自動(dòng)化設(shè)計(jì)。顯然，最早進(jìn)入設(shè)計(jì)自動(dòng)化的技術(shù)領(lǐng)域之一是電子技術(shù)，這就是為什么電子技術(shù)始終處于所有科學(xué)技術(shù)發(fā)展最前列的原因之一。不難理解EDA技術(shù)已不是某一學(xué)科的分支，或某種新的技能技術(shù)，而應(yīng)該是一門(mén)綜合性學(xué)科。它融合多學(xué)科于一體，又滲透于各學(xué)科之中，打破了軟件和硬件間的壁壘使計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)與

6、硬件實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品性能合二為一，它代表了電子設(shè)計(jì)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。 正因?yàn)镋DA技術(shù)豐富的內(nèi)容以及與電子技術(shù)各學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)性，其發(fā)展的歷程同大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工程、可編程邏輯器件以及電子設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝的發(fā)展是同步的。就過(guò)去近30年的電子技術(shù)的發(fā)展歷程，可大致將EDA技術(shù)的發(fā)展分為三個(gè)階段。 20世紀(jì)70年代，在集成電路制作方面MOS工藝已得到廣泛的應(yīng)用。可編程邏輯技術(shù)及其器件已經(jīng)問(wèn)世，計(jì)算機(jī)作為一種運(yùn)算工具已在科研領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而在后期CAD的概念已見(jiàn)雛形，這一階段人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)取代手工勞動(dòng)，輔助進(jìn)行集成電路版圖編輯、PCB布局布線(xiàn)等工作。 20世紀(jì)80

7、年代，集成電路設(shè)計(jì)進(jìn)入了CMOS互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)代。復(fù)雜可編程邏輯器件已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，相應(yīng)的輔助設(shè)計(jì)軟件也已投入使用。而在80年代末，出現(xiàn)了FPGA Field Programmable Gate Array CAE和CAD技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛。它們?cè)赑CB設(shè)計(jì)方面的原理圖輸入、自動(dòng)布局布線(xiàn)及PCB分析以及邏輯設(shè)計(jì)、邏輯仿真、布爾方程綜合和化簡(jiǎn)等方面擔(dān)任了重要的角色。特別是各種硬件描述語(yǔ)言的出現(xiàn)、應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化方面的重大進(jìn)步，為電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化必須解決的電路建模、標(biāo)準(zhǔn)文檔及仿真測(cè)試奠定了基礎(chǔ)。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著硬件描述語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化得到進(jìn)一步的確立，計(jì)算機(jī)輔助工程、輔助分析和輔助設(shè)計(jì)在電子技術(shù)

8、領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，電子技術(shù)在通信、計(jì)算機(jī)及家電產(chǎn)品生產(chǎn)中的市場(chǎng)需求和技術(shù)需求，也極大地推動(dòng)了全新的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。特別是集成電路設(shè)計(jì)工藝步入了超深亞微米階段，百萬(wàn)門(mén)以上的大規(guī)模可編程邏輯器件的陸續(xù)面世，以及基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的面向用戶(hù)的低成本大規(guī)模ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了EDA技術(shù)的形成。更為重要的是各EDA公司致力于推出兼容各種硬件實(shí)現(xiàn)方案和支持標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言的EDA工具軟件的研究，都有效地將EDA技術(shù)推向成熟和實(shí)用。 EDA技術(shù)在進(jìn)入21世紀(jì)后，得到了更大的發(fā)展，突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 在FPGA上實(shí)現(xiàn)DSP數(shù)字信號(hào)處理，應(yīng)用成為可能，用純數(shù)字邏輯進(jìn)行

9、DSP模塊的設(shè)計(jì)，使得高速DSP實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)，并有力地推動(dòng)了軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的實(shí)用化和發(fā)展。基于FPGA的DSP技術(shù)為高速數(shù)字信號(hào)處理算法提供了實(shí)現(xiàn)途徑。 嵌入式處理器軟核的成熟，使得SOPC System On a Programmable Chip步入大規(guī)模應(yīng)用階段，在一片F(xiàn)PGA中實(shí)現(xiàn)一個(gè)完備的數(shù)字處理系統(tǒng)成為可能。 使電子設(shè)計(jì)成果以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的方式得以明確表達(dá)和確認(rèn)成為可能。 在仿真和設(shè)計(jì)兩方面支持標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言且功能強(qiáng)大的EDA軟件不斷推出。 電子技術(shù)領(lǐng)域全方位融入EDA技術(shù)，除了日益成熟的數(shù)字技術(shù)外，傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模理念發(fā)生了重大的變化，軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的崛起，模擬電路系統(tǒng)硬件描述語(yǔ)言的表達(dá)和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)可編程模擬器件的出現(xiàn)，數(shù)字信號(hào)處理和圖像處理的全硬件實(shí)現(xiàn)方案的普遍接受，軟硬件技術(shù)的進(jìn)一步融合等。 EDA使得電子領(lǐng)域各學(xué)科的界限更加模糊，更加互為包容、模擬與數(shù)字、軟件與硬件、系統(tǒng)與器件、ASIC與FPGA、行為與結(jié)構(gòu)等。 更大規(guī)模的FPGA和CPLD器件的不斷推出。 基于EDA的用于A(yíng)SIC設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)單元已涵蓋大規(guī)模電子系統(tǒng)及復(fù)雜IP核模塊。 軟硬IP Intellectual Property核在電子行業(yè)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 SOC高效低成本設(shè)計(jì)